Растянуто-изгибаемые элементы работают одновременно на растяжение и изгиб. Так работают, например, растянутый нижний пояс фермы, несущий дополнительно внеузловую поперечную нагрузку. Так же работает стержень, в котором растягивающее усилие действует с эксцентриситетом относительно оси, поэтому такие элементы в нормах называются внецентренно-растянутыми.
В сечениях растянуто-изгибаемого элемента от продольной растягивающей силы N возникают равномерные растягивающие напряжения, а от изгибающего момента М —напряжения изгиба, состоящие из сжатия на одной стороне сечения и растяжения на другой. Эти напряжения суммируются, благодаря чему растягивающие напряжения увеличиваются, сжимающие уменьшаются.
Наибольшие напряжения растяжения σр возникают в крайних сечениях в месте действия макс. момента. Здесь и начинается разрушение элемента от разрыва растянутых волокон Д.
Расчетное сопротивление растянуто-изгибаемого элемента принимается таким же, как при растяжении Rv. По качеству Д эти элементы относятся к I категории.
Расчет растянуто-изгибаемых элементов производят по прочности с учетом всех ослаблений. При этой проверяют, чтобы макс. растягивающие напряжения не превзошли расчетного сопротивления растяжению.
Расчет растянуто-изгибаемых и внецентренно растянутых элементов на прочность по нормальным напряжениям следует производить по формуле
,
— расчетное сопротивление древесины растяжению;
— расчетное сопротивление древесины изгибу;
— расчетный момент сопротивления поперечного сечения по 7.4.1;
— площадь расчетного сечения нетто.
В растянутых элементах постоянного сечения с несимметричным ослаблением сечения брутто изгибающий момент следует принимать 
|
|
17. Соединения элементов деревянных конструкций, классификация.
Соединение элементов по длине называется сращиванием; по ширине - сплачиванием; под различными углами - узловыми сопряжениями.
Существует, примерно, 40–50 различных типов соединений деревянных элементов (рис. 1), которые по характеру работы разделяются на две группы:
-Соединения без расчетных связей. В узлах присутствуют только конструктивные связи обеспечивающие пространственную и геометрическую неподвижность соединения. К этому типу соединений, например, относятся упоры и врубки работающие на сжатие.
-Соединения с расчетными связями. Работающими на сжатие (шпонками, колодками). Работающими на изгиб (нагелями, болтами, штырями, гвоздями, винтами, деревянными пластинками). Работающими на растяжение (болтами, гвоздями, винтами, хомутами, тяжами). Работающими на сдвиг (клеевыми швами).
Так как в различных типах соединений могут присутствовать одинаковые виды связей целесообразно рассматривать соединения по следующей классификации:
-Без специальных связей
-С деревянными связями
-С металлическими связями
-С клеевыми связями.
Все виды соединений (связей) по характеру работы условно можно разделить на шесть групп – соединения, работающие преимущественно на:
– смятие и скалывание (врубки, шпонки);
– изгиб (все виды нагелей);
– выдергивание (шурупы, гвозди);
– растяжение (тяжи, накладки, хомуты, болты);
– сдвиг (клеевые соединения);
– предотвращение случайных смещений из плоскости соединяемых элементов (аварийные связи: болты, скобы, хомуты и др.).
|
|
Основные правила конструирования соединений:
– минимальное ослабление сечения + один тип связей.
– для растян. элементов усилие нужно распределять на большее кол. связей.
– связи симм. отн. оси элемента и не вызывают в нем доп. усилий.
Значения предельных деформаций соединений при полном испольызовании их расчетной несущей способности (мм): в лобовых врубках - 1,5; для нагельных соединений всех видов - 2.0; в примыканиях поперек волокон - 3,0; в клеевых соединениях - 0,0.
Соединения на врубках.
Сопряжения при помощи врубок являются наиболее старым и распространенным способом соединения деревянных элементов. Врубки применяют для соединения массивных элементов из бревен или брусьев, преимущественно в конструкциях построечного изготовления. Врубки могут обеспечить передачу только однозначных сжимающих усилий, вследствие чего область их применения ограничена устройством сжатых стыков и присоединением сжатых элементов под углом.Соединения на врубках изготовляют простейшими средствами без применения специального оборудования. Все рабочие поверхности современных врубок образуют сквозным пропилом без долбления гнезд.В связи с отсутствием рабочих стальных частей соединения на врубках вызывают небольшой расход стали в виде нерасчетных (конструктивных) стяжных болтов, скоб или штырей, необходимых для предотвращения взаимного сдвига соединяемых элементов во время перевозки или в процессе монтажа. По расчету во врубках ставят «аварийные» болты, о которых сказано ниже.Соединения на врубках открыты и доступны осмотру, вследствие чего легко осуществляется контроль за качеством изготовления и работой врубок во время эксплуатации.Отрицательными свойствами врубок являются: значительное местное ослабление элементов; сравнительно большая трудоемкость при изготовлении; необходимость привлечения для изготовления врубок рабочих высокой квалификации.
|
|
Наибольшее распространение имеют врубки лобовым упором, лобовые врубки с одним зубом, лобовые врубки с двумя зубьями и врубки с подушками.
Лобовой упор. Врубки лобовым упором осуществляют в сжатых стыках или пологих сопряжениях с передачей усилий непосредственно «торец в торец» – без промежуточных деревянных подушек или элементов с поперечным направлением волокон.
Лобовая врубка с одним зубом. Является наиболее распространенным видом соединения круглых и брусчатых элементов под углом. Рекомендуемый вариант такой врубки применительно к решению опорного узла ферм на врубках.
Врубки с подушкой. Во врубке с подушкой усилие от примыкающего элемента передают основному элементу не непосредственно, а через подушку, которую врезают в основной элемент.
19. Расчет лобовой врубки с одним зубом.
Лобовая врубка работает и рассчитывается на смятие от действия сжимающего усилия во врубаемом стержне N и скалывание от действия гор. проекции этого усилия Т, равного растягивающему усилию в нижнем поясе фермы.
Расчетная несущая способность соединения на лобовой врубке должна приниматься равной мин. значению, из двух условий: прочности Д на смятие рабочей плоскости под углом a и прочности Д на скалывание вдоль волокон.
Расчетную несущую способность соединения из условия смятия рабочей плоскости под углом a следует определять по формуле Rc,d = fc ,a, d ∙ Ac,
Ac — рабочая плоскость смятия, определяемая по формуле Ac = bh 1/cosa,
b — ширина сминаемого участка; h 1— глубина врубки;
fc ,a, d — расчетное сопротивление Д смятию под углом a к направлению волокон
Расчетную несущую способность соединения из условия скалывания следует определять по формуле Rv , d = fv ,mod, d ∙ Av,
fv ,mod, d — расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон, определяемое по формуле 
Отношение длины площадки скалывания к плечу сил скалывания lv / e должно быть не менее 3.